인하대 조동규 교수, 새로운 형태의 ‘포피린’합성 성공

아주경제 박흥서 기자 =인하대(총장·최순자) 조동규(46·화학과) 교수 연구팀이 태양 전지의 효율성 증진과 빛을 활용한 광역학 암 치료의 핵심 화학물질인 새로운 형태의 ‘포피린'을 합성하는데 성공했다.

인하대 조동규 교수[1]

포피린은 식물 엽록소나 동물의 혈액에서 발견되는 복잡한 구조를 가진 화학물질이며, 혈액 속의 적혈구에서 산소를 운반하는 헤모글로빈의 핵심 거대 고리 구조이다.

포피린은 암세포에 빛을 쪼여주었을 때 산소와 반응하여 암 세포를 죽일 수 있고, 빛을 흡수하는 능력이 있어 태양전지의 효율을 높이는 소재로 주목받고 있다.

최근 학계에서는 이러한 포피린의 우수한 특성을 극대화하기 위해 새로운 형태의 포피린을 합성하려는 연구가 한창이지만 포피린의 구조적 특성 때문에 새로운 형태의 포피린을 얻는 것이 힘든 것으로 알려져 왔다.

특히 포피린과 같은 고리 구조를 지닌 나프탈렌을 이용한 인공 합성에 대한 시도가 있었으나, 나프탈렌은 자신의 고유 성질을 유지하려는 힘이 더 크기 때문에 나프탈렌을 포함한 포피린 화합물을 성공적으로 합성하기가 어려웠다.

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이에 조동규 교수와 홍정호(석박사통합․3차), 아딜 살만(박사․4차) 연구팀은 나프탈렌을 포피린과 같은 평면으로 설계해 넣을 수 있는 새로운 합성 방법을 사용했다. 이를 통해 나프탈렌이 자신의 고유 성질을 깨뜨리며 새로운 거대 고리 구조의 일부로 존재하는 최초의 화합물을 성공적으로 합성했다.

새로운 포피린은 매우 안정적인 물질이어서 빛을 활용한 광역학 암 치료, 높은 에너지 효율성을 가지는 태양 전지, 물질 변환의 효율을 높여주는 유기반응 촉매 등 경제 가치가 높은 다양한 산업에 응용 될 전망이다.

조동규 교수 연구팀의 새로운 구조를 지닌 포피린 합성기술에 대한 내용을 담은 연구논문 “2-(Naphthalen-1-yl)thiophene as a New Motif for Porphyrinoids: Meso-fused Carbaporphyrin(나프탈렌을 포함하는 새로운 중간체: 미조-퓨즈드-카바포피린)”은 화학 분야 세계 최고 권위 학술지인 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society, 피인용지수(Impact factor): 12.113) 4월호 표지논문으로 선정됐다.

조동규 교수는 “이번 연구는 나프탈렌이 자신의 고유 성질을 깨뜨리며 새로운 형태의 거대 고리 구조의 일부로 존재하는 것을 실험적으로 입증한 것” 이라며 “이러한 새로운 형태의 ‘포피린’ 화합물을 최초로 성공적으로 합성했다는 데 의의가 있다”고 논문이 표지로 선정된 이유와 논문의 가치를 설명했다.

이번 연구는 교육부 이공학개인기초연구지원사업의 지원을 통해 수행됐다.